Bionano单分子图谱助力肌营养不良症的诊断

温州医科大学领导的研究团队近日利用Bionano Genomics的Saphyr基因组图谱绘制系统来分析患者样本，从而实现了面肩肱型肌营养不良症（FSHD）的准确诊断。这项成果发表在《Molecular Genetics & Genomic Medicine》上。

面肩肱型肌营养不良症是一种常染色体显性的成人肌营养不良症，发病率大约为1/20,000。此疾病与4号染色体端粒附近D4Z4重复序列（3.3 kb）的缩短有关。对于正常个体，D4Z4重复序列通常有十多个拷贝，而FSHD疾病患者往往少于10个拷贝。这会导致休眠基因DUX4的激活，从而对肌肉产生毒性。

由于D4Z4重复结构的长度问题，以及不同个体4号染色体上亚端粒区域的大小不同，FSHD的分子诊断变得十分棘手。同时，10号染色体上也含有几乎相同的D4Z4重复片段，使得经典的PCR方法和Southern杂交分析变得难以解释。因此，目前需要一种简单而可靠的替代方案。

在这项研究中，温州医科大学唐少华教授领导的研究团队引入了Bionano Genomics的单分子光学图谱（SMOM）技术。他们利用Saphyr系统来分析带有BssS1酶学标记的长链DNA分子，同时用Southern blot和分子梳来确认FSHD1单倍型。

在对五代FSHD1谱系的研究中，单分子光学图谱技术正确诊断出疾病和正常的单倍型，确定4qA疾病等位基因具有4个D4Z4重复单元。之后，Southern blot和分子梳分析也证实了4qA疾病等位基因和4qB非疾病等位基因的光谱分析结果。

研究人员总结道，单分子光学图谱是一种可靠且准确的技术，适用于面肩肱型肌营养不良症的分子诊断。与Southern blot相比，这种技术的样本量适中，流程缩短，有望应用在产前检测中。同时，它具有鉴定结构变异的潜力，比如基因座的缺失、重复或重排。

Bionano Genomics公司的CEO Erik Holmlin博士表示：“自2017年我们首次与约翰霍普金斯大学合作研究FSHD以来，这项研究是最广泛的FSHD研究之一。与现有的方法如Southern blot相比，Bionano基因组图谱分析改善了流程，并提供了高度准确的结果，具有临床应用的潜能。”（生物通 薄荷）

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Clinical application of single‐molecule optical mapping to a multigeneration FSHD1 pedigree

https://doi.org/10.1002/mgg3.565